河北新型铝碳化硅产业

2、铝碳化硅材料成型的关键技术：由于金属所固有的物理和化学特性，其加工性能不如树脂好，在制造铝基碳化硅材料中还需解决一些关键技术，其中主要表现于：加工温度高，在高温下易发生不利的化学反应；增强材料与基体浸润性差；增强材料在基体中的分布。

（1）、高温下的不利化学反应问题：在加工过程中，为了确保基体的浸润性和流动性，需要采用很高的加工温度（往往接近或高于基体的熔点）。在高温下，基体与增强材料易发生界面反应，生成有害的反应产物Al4C3，呈脆性，会成为铝碳化硅材料整体破坏的裂纹源。因此控制复合材料的加工温度是一项关键技术。该问题主要解决方法：①、尽量缩短高温加工时间，使增强材料与基体界面反应时间降低至比较低程度；②、通过提高工作压力使增强材料与基体浸润速度加快；③、采用扩散粘接法可有效地控制温度并缩短时间。 杭州陶飞仑经过不断研究，创新性的开发出高效率、低成本的高体分大尺寸铝碳化硅结构件制备工艺。河北新型铝碳化硅产业

2、高体分铝碳化硅的主要应用领域——电子封装：高体分铝碳化硅为第三代半导体封装材料，已率先实现电子封装材料的规模产业化，满足半导体芯片集成度沿摩尔定律提高导致芯片发热量急剧升高、使用寿命下降以及电子封装的“轻薄微小”的发展需求。尤其在航空航天、微波集成电路、功率模块、***射频系统芯片等封装方面作用极为凸显，成为封装材料应用开发的重要趋势。

（1）、封装类AlSiC特性：封装材料用作支撑和保护半导体芯片的金属底座与外壳，混合集成电路HIC的基片、底板、外壳，构成导热性能比较好，总耗散功率提高到数十瓦,全气密封性，坚固牢靠的封装结构，为芯片、HIC提供一个高可靠稳定的工作环境，具体材料性能是个优先关键问题。常用于封装的电子金属材料的主要特性如下表所示，可见封装类铝碳化硅综合性能***优于其他材料。 河北新型铝碳化硅产业高体分铝碳化硅复合材料具有强度高、高导热、低热膨胀系数等优异性能。

SiC颗粒与Al有良好的界面接合强度，复合后的CTE随SiC含量的变化可在一定范围内进行调节，由此决定了产品的竞争力，相继开发出多种制备方法。用于封装AlSiC的预制件的SiC颗粒大小多在1um-80um范围选择，要求具有低密度、低CTE、高弹性模量等特点，其热导率因纯度和制作制作方法的差异在80W(m·K)-280W(m·K)之间变化。基体是强度的主要承载体，一般选用6061、6063、2124、A356等度Al合金，与SiC按一定比例和不同工艺结合成AlSiC，解决SiC与Al润湿性差，高SiC含量难于机加工成形等问题，成为理想的封装材料。制备55vol%~75vol%SiC高含量的封装用AlSiC多采用熔渗法，其实质是粉末冶金法的延伸。它通过先制备一定密度、强度的多孔基体预制件，再渗以熔点比其低的金属填充预制件，其理论基础是在金属液润湿多孔基体时，在毛细管力作用下，金属液会沿颗粒间隙流动填充多孔预制作孔隙，脱模无需机械加工，在其表面上覆盖有一层0.13mm-0.25mm厚的完美铝层，按用途电镀上Ni、Au、Cd、Ag等，供封装使用。

封装金属基复合材料的增强体有数种，SiC是其中应用**为***的一种，这是因为它具有优良的热性能，用作颗粒磨料技术成熟，价格相对较低；另一方面，颗粒增强体材料具有各向同性，**有利于实现净成形。AlSiC特性主要取决于SiC的体积分数(含量)及分布和粒度大小，以及Al合金成分等。依据两相比例或复合材料的热处理状态，可对材料热物理与力学性能进行设计，从而满足芯片封装多方面的性能要求。其中，SiC体积分数尤为重要，实际应用时，AlSiC与 芯片或陶瓷基体直接接触，要求CTE尽可能匹配。铝碳化硅已经应用于直升机模锻件。

铝基碳化硅（AlSiC）的全称是铝基碳化硅颗粒增强复合材料，采用铝合金作为基体，按设计要求，以一定形式、比例和分布状态，用SiC颗粒作为增强体，构成有明显界面的多组相复合材料，兼具单一金属不具备的综合优越性能。它充分结合了碳化硅陶瓷和金属铝的不同优势，具有高导热性、与芯片相匹配的热膨胀系数、密度小、重量轻，以及高硬度和高抗弯强度。其特性主要取决于碳化硅的体积分数（含量）及分布和粒度大小，以及铝合金成份等因素。高体分铝碳化硅用于光学遥感卫星光学反射镜中。河北新型铝碳化硅产业

杭州陶飞仑制备的大尺寸结构件不仅材料性能优异，且大幅提高了材料的可加工性能。河北新型铝碳化硅产业

铝碳化硅复合材料虽然有很多优点，但优点有时就是缺点，如铝碳化硅材料抗磨，可做赛车、飞机的刹车件，但会造成机加的成本非常高。那么，整体零件一次铸造成形，就成了铝碳化硅零件的生产特征之一。另外，因为铝碳化硅的铸造环境相当**（普通的铸造手段是无法把铝液铸造进陶瓷之中的），那么，通用的精密铸造模具材料都不可使用，如精密铸造**常见的陶瓷型壳，放到铝碳化硅的铸造环境下，铝液会铸造进型壳之中，无法打型出产品。但杭州陶飞仑新材料有限公司采用创新型工艺方法，可有效避免了此类问题的发生。河北新型铝碳化硅产业

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